“性别选择”成为现实？基因编辑技术CRISPR可以100%控制后代的性别

在农民伯伯的理想世界里，所有的鸡都是会下蛋的母鸡，所有的牛都是会产奶的奶牛，所有的猪都是会生的母猪.

男的说：除了被吃掉，我们真的“没用”吗？(颤抖)

3354也许，是的！(刺伤心脏)

此外，有时，多余的雄性会被剔除，以减少能源和成本。(再来一刀)

图1(图片来源：Pixabay)

这在农业方面仍然如此，更不用说科学研究了。

比如在生殖系统、卵巢癌或前列腺癌的性别特异性研究过程中，某个性别特异性实验动物必然会受到研究者的青睐(其实验经费比较着急)。被排除的那窝崽只能等待“处理”；当然，现代技术也可以在早期筛选精子种类或杀死某一性别的胚胎，避免某一性别的幼崽一开始就出生。

然而，繁殖、繁殖和扑杀的每一步都会带来经济(和情感)利益。的负担)。因此，如果动物能够从一开始就产生人类所需要的特定性别的后代，显然上述问题可以在很大程度上得到解决。

3354.没错。那就做点什么吧！

近日，英国弗朗西斯克里克研究所的科学家与肯特大学的研究团队合作，利用CRISPR-Cas9技术，实验小鼠果然产下了一窝全部雌性或全部雄性的小鼠幼崽，成功率高达100%！更重要的是，根据研究人员的说法，这种方法不仅适用于老鼠，还可能扩展到其他物种，包括鸟类和鱼类。

该研究成果名为“CRISPR-CAS9效应器单性窝产仔的设施生成和性别特异性”[1]，于12月3日在线发表于《自然-通讯》(自然通讯)。

图像：自然交流

为了让老鼠只产生特定性别的后代，研究人员设想了一个方案：在老鼠妈妈胚胎发育的早期，尽量剔除她体内其他性别的胚胎，只让想要的性别发育。

在这项研究中，眼睛锁定在拓扑异构酶1基因(Top 1)*。为了只在雄性胚胎或只在雌性胚胎中有针对性地“切割”Top1基因，聪明的研究人员设计了一个非常巧妙的方案：将CRISPR-Cas9基因编辑系统的两个元件，——sgRNA(用于识别特定的DNA序列，这里是Top1，由所有胚胎遗传)和Cas9(用于切割DNA并酌情遗传)——，分别植入小鼠母亲和小鼠父亲的基因组之一。一旦精子与卵子结合，sgRNA和Cas9就会在同一个细胞中相遇，在受精卵中形成，共同触发CRISPR-Cas9，从而成功“切割”出Top 1基因。

*注：Top1基因编码拓扑异构酶，在DNA复制和修复过程中起着不可或缺的催化作用。在受精卵分裂发育成胚胎的过程中，如果基因被切除，胚胎很快就会停止发育死亡。

具体来说，当后代小鼠幼崽为雌性时，Cas9被植入小鼠父亲的Y染色体。因此，当雄性胚胎发育到大约16~32个细胞的非常早期阶段时，就不能继续发育。相反，如果将Cas9插入小鼠父亲的X染色体，只有雌性会遗传这种突变，小鼠母亲会生出所有雄性小鼠的后代。当然，这完全取决于研究人员的预期性别。

图3。CRISPR-Cas9敲除Top1后成功控制性别的新生小鼠(来源：弗朗西斯克里克研究所)

更重要的是，这种基因编辑对老鼠幼崽的健康没有副作用[2]，它们可以继续生下自己的后代，而这些后代的自然性别比是50/50；当然，如果选择用CRISPR代码继续和另一半交配，可以继续拥有第三代、第四代、第五代的单性.

此外，科学家们还观察到了另一个令他们惊讶的结果：在减少了“不想要的”胚胎数量后，老鼠妈妈产下的幼崽比最初预期的要多！

根据我们的想象，既然有一半的胚胎没有发育，理论上这种方法应该可以减少50%的后代数量，对吧？

不，不，大自然是奇妙的。事实上，实验小鼠的后代数量是对照组的61%~72%，只少了25%左右！根据研究人员的分析，一个可能的原因是植入子宫的胚胎数量减少了，所以鼠妈妈把有限的资源留给了存活下来的“右”胚胎。这使它们能够“茁壮成长”，提高存活率。因此，如果这项技术在未来的实践中得到应用，应热情提醒用户减少用于养殖的动物数量，以免“产能过剩”。

图4。通过编辑老鼠父亲的X/Y染色体，我们可以得到一种性别的后代(来源：Nature Communications)

另一方面，如前所述，由于Top1基因在哺乳动物中很好地保守，这一结果也可能适用于其他动物。所以难免有人会担心这种控制出生性别的方法会不会用在人体上。

对此，以色列特拉维夫大学基因编辑专家埃胡德奇姆罗教授表示，请放心。这种技术更适合产仔数多、妊娠期短的物种，如老鼠(它们通常在交配三周后一次产下多达12只幼崽)；此外，这种方法需要修饰基因，这在人类身上[3]无论是伦理上还是实践上都是不可行的。

说到这里，请善待身边的老鼠。毕竟，当你日以继夜地赶去应得的时候，只有他们会默默地陪着你，所以

他们这样对你。让人担心的“终身大事”有什么不好？(100医学网络生物)

参考文献：

[1]自然交流：

CRISPR-Cas9效应器促进单性窝和性别特异性窝的产生

https://doi.org/10.1038/s41467-021-27227-2

[2]弗朗西斯克里克研究所：

基因编辑用于创造单性小鼠窝

https://www . Crick . AC . uk/news/2021-12-03 _基因-编辑-用于创建-单性-小鼠-窝

[3]科学新闻：

基因编辑产生全雄鼠或全雌鼠

doi : 10.1126/science . acx 9764